Οι ειδικοί εξηγούν: Πώς να μετρήσετε ένα βουνό

Σε μια νέα μέτρηση, η Κίνα και το Νεπάλ ανακοίνωσαν ότι το Έβερεστ είναι 86 εκατοστά ψηλότερο από τα 8.848 μέτρα που είναι αποδεκτά παγκοσμίως μέχρι στιγμής. Πώς υπολογίστηκε το αρχικό ύψος από την Survey of India; Τι σημαίνει η αναθεώρηση; Δύο από τους ανώτερους αξιωματούχους της Survey of India εξηγούν σε συνέντευξή τους στην Indian Express.

Ένα πουλί πετά με το Έβερεστ που φαίνεται στο βάθος από το Namche Bajar, περιοχή Solukhumbu, Νεπάλ. (Φωτογραφία AP/PTI)

Πρώτον, πώς μετριέται το ύψος οποιουδήποτε βουνού;

Η βασική αρχή που χρησιμοποιήθηκε νωρίτερα είναι πολύ απλή και χρησιμοποιεί μόνο τριγωνομετρία που οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε ή τουλάχιστον μπορούμε να θυμηθούμε. Υπάρχουν τρεις πλευρές και τρεις γωνίες σε οποιοδήποτε τρίγωνο. Εάν γνωρίζουμε τρεις από αυτές τις ποσότητες, με την προϋπόθεση ότι η μία από αυτές είναι μια πλευρά, όλες οι άλλες μπορούν να υπολογιστούν. Σε ένα ορθογώνιο τρίγωνο, μία από τις γωνίες είναι ήδη γνωστή, οπότε αν γνωρίζουμε οποιαδήποτε άλλη γωνία και μία από τις πλευρές, μπορούν να βρεθούν οι άλλες. Αυτή η αρχή μπορεί να εφαρμοστεί για τη μέτρηση του ύψους οποιουδήποτε αντικειμένου που δεν προσφέρει την ευκολία να πέσει μια μεζούρα από πάνω προς τα κάτω ή εάν δεν μπορείτε να ανεβείτε στην κορυφή για να χρησιμοποιήσετε εξελιγμένα όργανα.

Μέτρηση με γωνίες: Όταν δεν είναι δυνατή η άμεση μέτρηση του ύψους, ένας επιθεωρητής καταφεύγει στην τριγωνομετρία

Ας πούμε, πρέπει να μετρήσουμε το ύψος ενός στύλου ή ενός κτιρίου. Μπορούμε να σημειώσουμε οποιοδήποτε αυθαίρετο σημείο στο έδαφος σε κάποια απόσταση από το κτίριο. Αυτό μπορεί να είναι το σημείο παρατήρησής μας. Τώρα χρειαζόμαστε δύο πράγματα — την απόσταση του κτιρίου από το σημείο παρατήρησης και τη γωνία ανύψωσης που κάνει η κορυφή του κτιρίου με το σημείο παρατήρησης στο έδαφος. Η απόσταση δεν είναι δύσκολο να επιτευχθεί. Η γωνία ανύψωσης είναι η γωνία που θα έκανε μια νοητή γραμμή εάν ένωνε το σημείο παρατήρησης στο έδαφος με την κορυφή του κτιρίου. Υπάρχουν απλά όργανα με τη βοήθεια των οποίων μπορεί να μετρηθεί αυτή η γωνία.

Έτσι, εάν η απόσταση από το σημείο παρατήρησης στο κτίριο είναι d και η γωνία ανύψωσης είναι E, τότε το ύψος του κτιρίου θα ήταν d × tan(E).

Ο Αντιστράτηγος Girish Kumar είναι ο Γενικός Επιθεωρητής της Ινδίας και ο Nitin Joshi είναι Αναπληρωτής Γενικός Επιθεωρητής, Survey of India. Η ευθύνη του Survey of India είναι να προετοιμάζει έγκυρους χάρτες και το έργο του περιλαμβάνει τη διεξαγωγή εκτεταμένων εδαφών και τη χαρτογράφηση τοπογραφικών χαρακτηριστικών. Ξεκινώντας το 1952, η Survey of India ανέλαβε μια άσκηση για να μετρήσει το ύψος του Έβερεστ (τότε ήταν γνωστό ως Peak XV). Αυτή η άσκηση μετρά το ύψος στα 8.848 μέτρα (29.028 πόδια), το οποίο παρέμενε το παγκοσμίως αποδεκτό πρότυπο, μέχρι τώρα.

Μπορεί να είναι τόσο απλό η μέτρηση ενός βουνού;

Η αρχή είναι η ίδια, και τελικά, χρησιμοποιούμε την ίδια μέθοδο, αλλά υπάρχουν μερικές επιπλοκές. Το κύριο πρόβλημα είναι ότι αν και γνωρίζετε την κορυφή, η βάση του βουνού δεν είναι γνωστή. Το θέμα είναι από ποια επιφάνεια μετράτε το ύψος. Γενικά, για πρακτικούς λόγους τα ύψη μετρώνται πάνω από τη μέση στάθμη της θάλασσας (MSL). Επιπλέον, πρέπει να βρούμε την απόσταση από το βουνό. Φαίνεται εύκολο σήμερα, αλλά δεν υπήρχαν GPS ή δορυφορικές εικόνες τη δεκαετία του 1950. Λοιπόν, πώς να βρείτε την απόσταση ενός βουνού όπου δεν μπορείτε να πάτε φυσικά; Μέχρι τότε κανείς δεν είχε ανέβει στο Έβερεστ.

Μπορούμε να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα μετρώντας τις γωνίες ανύψωσης από δύο διαφορετικά σημεία παρατήρησης στην ίδια οπτική γραμμή. Οι αποστάσεις μεταξύ αυτών των διαφορετικών σημείων παρατηρήσεων μπορούν να μετρηθούν. Τώρα θα έχουμε να κάνουμε με δύο διαφορετικά τρίγωνα, αλλά με κοινό βραχίονα και δύο διαφορετικές γωνίες ανύψωσης. Και πάλι, ακολουθώντας απλούς κανόνες τριγωνομετρίας γυμνασίου, το ύψος του βουνού μπορεί να υπολογιστεί, με αρκετά μεγάλη ακρίβεια. Στην πραγματικότητα, έτσι το κάναμε πριν από την εμφάνιση του GPS, των δορυφόρων και άλλων σύγχρονων τεχνικών.

Πόσο ακριβές είναι αυτό;

Για μικρούς λόφους και βουνά, των οποίων η κορυφή μπορεί να παρατηρηθεί από σχετικά κοντινές αποστάσεις, αυτό μπορεί να δώσει αρκετά ακριβείς μετρήσεις. Αλλά για το Έβερεστ και άλλα ψηλά βουνά, υπάρχουν κάποιες άλλες επιπλοκές.

Αυτά πάλι προκύπτουν από το ότι δεν ξέρουμε πού είναι η βάση του βουνού. Με άλλα λόγια, πού ακριβώς συναντά το βουνό την επίπεδη επιφάνεια του εδάφους. Ή, αν το σημείο παρατήρησης και η βάση του βουνού βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο.

Η επιφάνεια της Γης δεν είναι ομοιόμορφη σε κάθε σημείο. Εξαιτίας αυτού, μετράμε τα ύψη από τη μέση στάθμη της θάλασσας. Αυτό γίνεται μέσω μιας επίπονης διαδικασίας που ονομάζεται ισοπέδωση υψηλής ακρίβειας. Ξεκινώντας από την ακτογραμμή, υπολογίζουμε βήμα-βήμα τη διαφορά ύψους, χρησιμοποιώντας ειδικά όργανα. Έτσι γνωρίζουμε το ύψος οποιασδήποτε πόλης από το μέσο επίπεδο της θάλασσας.

Αλλά υπάρχει ένα επιπλέον πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπιστεί - η βαρύτητα. Η βαρύτητα είναι διαφορετική σε διαφορετικά σημεία. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και η στάθμη της θάλασσας δεν μπορεί να θεωρηθεί ομοιόμορφη σε όλα τα μέρη. Στην περίπτωση του Έβερεστ, για παράδειγμα, η συγκέντρωση μιας τόσο τεράστιας μάζας θα σήμαινε ότι η στάθμη της θάλασσας θα τραβούσε προς τα πάνω λόγω της βαρύτητας. Έτσι, η τοπική βαρύτητα μετριέται επίσης για τον υπολογισμό της τοπικής στάθμης της θάλασσας. Σήμερα διατίθενται εξελιγμένα φορητά βαρυτόμετρα που μπορούν να μεταφερθούν ακόμη και σε βουνοκορφές.

Όμως η ισοπέδωση δεν μπορεί να επεκταθεί σε ψηλές κορυφές. Πρέπει λοιπόν να επαναλάβουμε την ίδια τεχνική τριγωνοποίησης για να μετρήσουμε τα ύψη. Αλλά υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα. Η πυκνότητα του αέρα μειώνεται όσο ανεβαίνουμε ψηλότερα. Αυτή η διακύμανση στην πυκνότητα του αέρα προκαλεί την κάμψη των ακτίνων φωτός, ένα φαινόμενο γνωστό ως διάθλαση. Λόγω της διαφοράς ύψους του σημείου παρατήρησης και της κορυφής του βουνού, η διάθλαση οδηγεί σε σφάλμα στη μέτρηση της κατακόρυφης γωνίας. Αυτό πρέπει να διορθωθεί. Η εκτίμηση της διόρθωσης διάθλασης είναι μια πρόκληση από μόνη της. Ακολουθήστε το Express Explained στο Telegram

Σε αυτή τη φωτογραφία της 27ης Μαΐου 2020, μέλη μιας κινεζικής ομάδας τοπογραφικών κατευθύνονται προς την κορυφή του Έβερεστ, που είναι επίσης γνωστό τοπικά ως όρος Qomolangma. (Φωτογραφία AP/PTI)

Η τεχνολογία δεν προσφέρει ευκολότερες λύσεις;

Σήμερα το GPS χρησιμοποιείται ευρέως για τον προσδιορισμό των συντεταγμένων και των υψών, ακόμη και των βουνών. Όμως, το GPS δίνει ακριβείς συντεταγμένες της κορυφής ενός βουνού σε σχέση με ένα ελλειψοειδές που είναι μια φανταστική επιφάνεια μαθηματικά μοντελοποιημένη για να αντιπροσωπεύει τη Γη. Αυτή η επιφάνεια διαφέρει από τη μέση στάθμη της θάλασσας. Ομοίως, εναέρια ιπτάμενα αεροπλάνα εξοπλισμένα με ακτίνες λέιζερ (LiDAR) μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη των συντεταγμένων.

micky ward καθαρή αξία

Αλλά αυτές οι μέθοδοι, συμπεριλαμβανομένου του GPS, δεν λαμβάνουν υπόψη τη βαρύτητα. Έτσι, οι πληροφορίες που λαμβάνονται μέσω GPS ή ακτίνων λέιζερ τροφοδοτούνται στη συνέχεια σε ένα άλλο μοντέλο που αντιπροσωπεύει τη βαρύτητα για να ολοκληρωθεί ο υπολογισμός.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι κατά την περίοδο 1952-1954, όταν ούτε το GPS και οι δορυφορικές τεχνικές ήταν διαθέσιμες ούτε τα εξελιγμένα βαρύμετρα, το έργο του προσδιορισμού του ύψους του Έβερεστ δεν ήταν εύκολο.

Το Νεπάλ και η Κίνα έχουν πει ότι έχουν μετρήσει το Έβερεστ 86 εκατοστά υψηλότερο από τα 8.848 μέτρα που ήταν γνωστό ότι ήταν. Τι θα σήμαινε αυτό;

Η μέτρηση των 8.848 μέτρων (ή 29.028 ποδιών) έγινε από την Survey of India το 1954 και έκτοτε έγινε παγκοσμίως αποδεκτή. Η μέτρηση γινόταν την εποχή που δεν υπήρχε GPS ή άλλα σύγχρονα εξελιγμένα όργανα. Αυτό δείχνει πόσο ακριβείς ήταν ακόμη και εκείνη την περίοδο.

Τα τελευταία χρόνια, έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες για την εκ νέου μέτρηση του Έβερεστ, και σε ορισμένες από αυτές έχουν παραχθεί αποτελέσματα που ποικίλλουν από το αποδεκτό ύψος κατά μερικά πόδια. Αλλά αυτά έχουν εξηγηθεί ως προς τις γεωλογικές διεργασίες που ενδέχεται να αλλάζουν το ύψος του Έβερεστ. Η ακρίβεια του αποτελέσματος του 1954 δεν αμφισβητήθηκε ποτέ.

Οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι το ύψος του Έβερεστ αυξάνεται με πολύ αργό ρυθμό. Αυτό οφείλεται στην κίνηση προς τα βόρεια της ινδικής τεκτονικής πλάκας που ωθεί την επιφάνεια προς τα πάνω. Αυτό ακριβώς το κίνημα είναι που δημιούργησε τα μεγάλα βουνά των Ιμαλαΐων στην πρώτη θέση. Αυτή η ίδια διαδικασία είναι που κάνει αυτή την περιοχή επιρρεπή σε σεισμούς. Ένας μεγάλος σεισμός, όπως αυτός που συνέβη στο Νεπάλ το 2015, μπορεί να αλλάξει τα ύψη των βουνών. Τέτοια γεγονότα έχουν συμβεί και στο παρελθόν. Στην πραγματικότητα, ήταν αυτός ο σεισμός που οδήγησε την απόφαση να μετρηθεί εκ νέου το Έβερεστ για να διαπιστωθεί αν είχε υπάρξει κάποιο αντίκτυπο.

Μια άνοδος 86 εκατοστών δεν θα ήταν έκπληξη. Είναι πολύ πιθανό το ύψος να έχει αυξηθεί όλα αυτά τα χρόνια. Όμως, ταυτόχρονα, 86 εκατοστά σε ύψος 8.848 μέτρα είναι πολύ μικρό μήκος. Τα λεπτομερή αποτελέσματα των προσπαθειών του Νεπάλ και της Κίνας για τη μέτρηση του Έβερεστ δεν έχουν ακόμη δημοσιευθεί σε περιοδικό. Η πραγματική σημασία αυτής της μέτρησης θα γινόταν εμφανής μόνο μετά από αυτό.

Μοιράσου Το Με Τους Φίλους Σου: